一種可調的分布式放大器電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于集成電路技術領域，特別涉及一種可調的分布式放大器電路。
【背景技術】
[0002] 無線通信技術的飛速發(fā)展對通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率和帶寬提出了更高要求。通常 采用的寬帶放大器設計技術包括負反饋、平衡放大器、電阻匹配以及有源匹配等等，然而這 些技術均無法有效提升放大器的增益帶寬積。分布式放大器由于其結構上的特性，能夠突 破放大器增益帶寬積的限制，實現(xiàn)更寬頻帶的信號放大，在包括微波功率放大器在內(nèi)的超 寬帶MMIC(MonolithicMicrowaveIntegratedCircuit，單片微波集成電路）領域里得到 了廣泛的應用。目前的分布式放大器已出現(xiàn)各種類型的結構，包括非均勻結構、分布-級聯(lián) 結構等等，但它們都是采用低通結構的人工傳輸線形式，此時所有增益單元都必須工作在 同一種偏置狀態(tài)下，因此設計自由度較低，無法通過設置不同的工作點來改善分布式放大 器的線性度等性能。此外，傳統(tǒng)的分布式放大器結構中沒有在加工之后還可以進行調節(jié)的 器件，因此對電路中有源和無源器件的模型準確度要求很高，器件模型的準確度在很大程 度上決定著電路加工測試的成敗。
[0003] 分布式放大器的基本原理是將晶體管的寄生電容與電感元件構成人工傳輸線，從 而克服寄生電容造成的增益滾降，其電路原理圖如圖1所示，其中VDD為電源電壓，為直 流偏置電壓，片上電感k和增益單元的輸入阻抗構成了輸入人工傳輸線，片上電感LDl和增 益單元的輸出阻抗構成了輸出人工傳輸線，顯然輸入/輸出人工傳輸線均為低通濾波器結 構。傳統(tǒng)的分布式放大器由于各級增益單元采用直接耦合方式，因此各個增益單元必須工 作在同樣的直流偏置條件下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于現(xiàn)有技術中的上述不足，本發(fā)明提出一種改善線性度的分布式放大器電路， 其技術方案是：
[0005] -種可調的分布式放大器電路，包括若干個增益單元和連接在每個所述增益單元 輸入端的輸入片上電感、連接在每個所述增益單元輸出端的輸出片上電感，至少在一組相 鄰的兩個增益單元之間的輸入端串聯(lián)兩個NM0S晶體管，所述NM0S晶體管與所述輸入片上 電感構成帶通匹配網(wǎng)絡，兩個所述NM0S晶體管各自的源極和漏極連在一起，兩個所述NM0S 晶體管之間通過第一偏置電阻接至偏置電壓；每個增益單元的輸入端接有第二偏置電阻， 從所述第二偏置電阻的另一端施加第二偏置電壓。
[0006] -種情況是，兩個所述NM0S晶體管分別連在所述輸入片上電感的兩端，且柵極與 所述片上電感相連。
[0007] -種情況是，兩個所述NM0S晶體管分別連在所述輸入片上電感的兩端，且源極和 漏極與所述片上電感相連。
[0008] -種情況是，兩個所述NM0S晶體管設在所述片上電感的同一側，且柵極直接相 連。
[0009] 還一種情況是，兩個所述NM0S晶體管設在所述片上電感的同一側，且源極和漏極 直接相連。
[0010] 所述增益單元為一NM0S管，其柵極為輸入端，漏極為輸出端。
[0011] 所述增益單元由兩個連接的NM0S管組成，第一NM0S管的源極與第二NM0S管的漏 極連接，第二NM0S管的柵極為輸入端，第一NM0S管的漏極為輸出端。
[0012] 所述增益單元由兩個NM0S管和一個電感組成，第一NM0S管的源極與所述電感一 端連接，所述電感的另一端連接第二NM0S管的漏極，第二NM0S管的柵極為輸入端，第一 NM0S管的漏極為輸出端。
[0013] 在第一個輸入片上電感之前和最后一個輸入片上電感之后以及在第一個輸入片 上電感之前和最后一個輸入片上電感之后分別串聯(lián)有一個耦合電容。
[0014] 本發(fā)明的有益效果：
[0015] (1)通過引入可等效為可變電容器的NM0S晶體管將各個增益單元輸入端的直流 偏置隔離開，從而可以對輸入人工傳輸線的匹配網(wǎng)絡進行加工后調試，從而降低了建模不 準確或工藝偏差等因素而造成的加工驗證失敗的風險；
[0016] (2)通過采用不同電路結構的增益單元，以及施加不同的偏置電壓Vei和VBl能夠 改變各個增益單元的靜態(tài)工作點，從而可以改善它們的線性度。
【附圖說明】
[0017] 圖1為傳統(tǒng)的分布式放大器電路結構圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明實施例分布式放大器電路結構圖；
[0019] 圖3為本發(fā)明另一實施例分布式放大器電路結構圖；
[0020] 圖4為NM0S晶體管構成的可變電容的變?nèi)萏匦裕?br>[0021] 圖5為增益單元的一個實施例結構圖；
[0022] 圖6為增益單元的另一個實施例結構圖；
[0023] 圖7為增益單元的又一個實施例結構圖；
[0024] 圖8為圖5實施例的輸出電流、跨導增益及各階導數(shù)與輸入電壓的關系；
[0025] 圖9為圖6和圖7實施例的輸出電流、跨導增益及各階導數(shù)與輸入電壓的關系。
【具體實施方式】
[0026] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0027] 本發(fā)明與圖1所示的傳統(tǒng)分布式放大器相比，存在以下三處改進：
[0028] (1)輸入人工傳輸線中至少一組相鄰兩級增益單元之間串聯(lián)兩個NM0S晶體管 匪21i和匪21，與片上電感1^1+1)共同構成帶通匹配網(wǎng)絡，NM0S晶體管匪2li和匪21的源級和 漏極分別接在一起，通過大電阻RBl接至偏置電壓VBl，；圖2為本發(fā)明分布式放大器電路的 一種結構，圖3為另一種結構，可以看出，兩個與片上電感串聯(lián)的晶體管既可以分別設在片 上電感兩端，又可以設在片上電感的同一側，既可以源極和漏極相向，又可以柵極相向；
[0029] (2)各個增益單元的輸入端均采用了獨立的偏置結構I，以此可以對各個增益單 元的輸入端施加不同的偏置電壓
[0030] (3)增益單元可以采用如圖5到圖7中所示的任一種電路結構，但同一電路中一般